Innovative phonon engineering in two-dimensional material systems

• Project/Area Number: 24K00817
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 許 斌 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (20849533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 弘朗 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (20880553)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: 4フォノン散乱 / フォノン波動性輸送 / 二次元材料 / 熱伝導率制御

Outline of Research at the Start

近年のフォノンエンジニアリング進化は、高度な熱伝導率制御を可能にしている。特に、4フォノン散乱やフォノン波動性を利用した制御は、二次元材料で有望とされている。しかし、熱伝導制御の理論基盤は未確立である。本研究は、二次元材料を用いた熱伝導率の究極制御とその理論構築を目指す。ハイスループット計算でフォノン特性を持つ二次元材料を選定し、それらの材料を積層した二次元積層構造の面内方向におけるフォノン輸送を分子動力学シミュレーションと実験で評価・解析する。また、プラズマ処理による材料特性の変化を分析し、熱伝導率の制御機構を解明することで、熱管理技術の新たな展開を目指す。